2.3.4 Выбор выходного конденсатора (Сout)

Рекомендуемые производителем параметры выходного конденсатора при индуктивности 68 мГн и выходном напряжении 12,5-15 В следующие: (С6 по табл. 2) емкость - 33 мкФ, рабочее напряжение - 20 В см таблицу 2. В этой же таблице приведены рекомендуемые конденсаторы. При подборе конденсатора следует стремиться к уменьшению последовательного эквивалентного сопротивления конденсатора, что в значительной степени влияет на пульсации выходного напряжения. Этим и обусловлен выбор конденсатора большей с большим рабочим напряжением, нежели выходное напряжение схемы.

Таблица 2. Рекомендации по выбору выходного конденсатора.

2.3.5. Подбор диода

Рекомендуется выбирать диод с рабочим током большим в 1,5-2 раза заданного, с высокой скоростью переключения и малым прямым сопротивлением. Производитель рекомендует использовать диод Шотки. В нашем случае подойдет диод 1N5821, имеющий следующие характеристики:

Максимальное обратное напряжение – 30В

Максимальный прямой ток – >3А Таблица 3.

2.3.6. Выбор входного конденсатора (Сin)

Для выходного напряжения 15 В и значения индуктивности 68 мГн выберем входной конденсатор из таблицы 4. При этом важными параметрами при подборе этого конденсатора являются: номинальное напряжение и среднеквадратичный номинальный ток. Номинальное напряжение следует выбирать в 1.5 раза больше входного напряжения схемы, тогда при Vin=30 В Vc=45 В. Среднеквадратичный номинальный ток в понижающем преобразователе следует выбирать в 2 раза меньшим току нагрузки, тогда при токе нагрузки I_L=1.6A ток конденсатора I_RMS= 0.8A.

Таблица 4.

Учитывая требования к I_RMS, выбираем Sprague 594D (С13) с характеристиками – 15 мкФ,

Vc =50 В, I_RMS =0.9 А.

Все компоненты выбраны из ЭРЭ, монтируемых на поверхность.

2.3.7 Выбор форсирующего конденсатора

Рекомендованная емкость буст-конденсатора – 0.01 мкФ

2.4. Расчет мощности, рассеиваемой компонентами. Подбор радиатора.

2.4.1 Мощность, выделяемая микросхемой lm2676

Зависимость КПД микросхемы от входного напряжения приведена на рис 4.

Рис 4. Зависимость кпд от входного напряжения.

Зависимость КПД микросхемы от выходного тока приведена на рис 5.

Рис 5. Зависимость кпд от выходного тока.

Из диаграмм определяем что при входном напряжении 30В, выходном напряжении 15В и токе 1.6А КПД преобразователя будет 96%. Рассчитаем тепловые потери мощности, учитывая КПД и потребляемую нагрузкой мощность.

,где - потребляемая мощность на нагрузке

- мощность, потребляемая микросхемой

- мощность выделяемая в тепло.

- КПД микросхемы.

2.4.2. Выбор радиатора

Расчет радиатора для приведенных выше условий (P=1 Вт, и температуры окружающей среды = 40°С) показывает площадь около 9см*2, алюминиевый, толщина 1 мм.

2.5 Расчет уровня пульсаций и емкостного фильтра

2.5.1 Расчет допустимой пульсации на входе преобразователя

Рис 6. Зависимость изменения выходного напряжения от входного напряжения.

Определим коэффициент сглаживания преобразователя по диаграмме на рис. 6. Наклон графика в точке Vin=30 В: 0.1%/25 В 0.015/25 = 0.0006

Uвх/Uвых = 1700 и коэффициент сглаживания Ku = 64 дБ

K_u = 20 log ( U_вх/U_вых )

Для обеспечения амплитуды пульсаций на выходе стабилизатора не более U_пульс=20 мВ, на входе стабилизатора пульсации должны составлять не более:

U_{пульс вх стаб}= 1700 * U_пульс

Uпуль вх стаб=1700 * U_пульс = 34 В